cet article est destiné aux élèves de terminale STI qui n'ont pu se déplacer le 07 Juin...
il traite du chapitre de Chimie de ce programme: l'oxydo-réduction
afin de comprendre les éléments succincts de cette notion
présentons une première expérience (simple):
disposons des quatre corps chimiques suivants:
- une plaque de zinc ( métal gris) et une fiole de sulfate de zinc (en solution dans l'eau
- une plaque de cuivre et une fiole de sulfate de cuivre en solution dans l'eau ( couleur turquoize)
disposons le cuivre dans le sulfate de zinc et le zinc dans le sulfate de cuivre
dans le bécher contenant le cuivre: aucune réaction visible
dans le bécher contenant le zinc il se produit une réaction lente mais visible à la surface de ce dernier
sortant de la solution la plaque de zinc et l'examinant on observe:
la plaque de Zinc est visiblement "rongée" et recouverte d'un dépot noir aux reflets rouges:
il s'agit d'un dépot de cuivre
on dit que le zinc a été oxydé par le cuivre présent dans la solution de sulfate de cuivre
et que le cuivre a été réduit par le zinc
l'ensemble de ces deux actions réciproques est une oxydo-réduction où
le zinc est le réducteur du cuivre et le cuivre est l'oxydant du zinc
le fait que le cuivre n'est pas oxydé par le zinc ( premier bécher ) montre de plus qu'il y a une hierarchie du pouvoir oxydant à savoir:
le cuivre est plus oxydant que le zinc
mais quelle est l'intime mécanisme de cette réaction?
voilà la question interessante...
procédons maintenant à une seconde expérience (plus élaborée):
avec les éléments suivants:
construisons une "pile" électrochimique:
- en immergeant du cuivre dans du sulfate de cuivre ( première demi-pile)
- en immergeant du zinc dans du sulfate de zinc ( seconde demi-pile)
puis réunissons ces demi-piles par un conducteur de cuivre immergé à chaque bout dans les deux solutions
enfin disposons avec des pinces "croco" un voltmètre électronique ( de forte impédance d'entrée )
aux bornes métalliques de ces deux demi-piles...
il apparaît immédiatement une tension de 1,04 V entre le Cuivre et le Zinc...
on dit que les couples (métal,ion)...
(Cu2+,Cu) et (Zn2+,Zn) présentent entre eux un potentiel de pile de 1,04V
interprétons cette expérience:
le cuivre est anode ( potentiel positif comme le montre le branchement du voltmètre )
le zinc est cathode ( potentiel négatif relié au commun du voltmètre)
donc, un transfert d'électrons
s'effectue du zinc (négatif donc donneurs d'électrons e-)
vers le cuivre qui les attire (positif donc accepteurs d'électrons)
Conclusion:
une réaction d'oxydo-réduction est une "bagarre électro-chimique" entre deux métaux au cours de laquelle
un oxydant prélève des électrons à un réducteur
ici Cu ici Zn
l'oxydation du réducteur est donc une perte d'électrons
la réduction de l'oxydant est un gain d'électrons
on traduit cet échange en langage chimique par deux demi-équations bilan:
oxydation Zn --> Zn2+ + 2e-
réduction Cu2+ + 2 e- --> Cu
quant au pouvoir oxydant PO prédominant du cuivre sur le zinc
on le traduit par l'échelle des potentiels
Zn Cu PO
----------------*------------------------------------*------------------->
------------------------------------->
1, 07 V
remarques:
- l'origine de cette échelle est donnée par la demi-pile à hydrogène ( H+,H2) non étudiée dans le cadre de ce cours
- la valeur de 1,07V est la valeur exacte mesurée dans des conditions expérimentales moins sommaires que celles du lycée
applications:
il est parfois nécessaire de protéger les métaux exposés à l'oxydation par des agents atmosphériques ou des solutions salines...par exemple les coques métalliques des navires, les canalisations enterrées, ou encore les chauffe-eaux reliés à des canalisations de cuivre
il existe deux modes de protection:
1) la protection dite à électrode soluble ( en zinc ou en magnésium) qui s'oxyde à la place du métal à protéger en contact avec elle: fer galvanisé avec du zinc (clôtures, matériels agricoles,...), boulons de zinc solubles sur les coques de bateaux et les parties immergées du mécanisme d'hélice...
2) la protection par liaison avec un générateur de tension alimentant en électrons le métal à protéger en les capturant à une électrode de zinc, par exemple la protection des
canalisations en fonte placées en terre humide
cette électrode est dite "anode sacrificielle" car au bout du processus, c'est elle qui disparaît complètement par oxydation ( c'est pourquoi il faut la remplacer àintervelle régulier)
renvoi à d'autres sites: ici là mais si déjà vous savez tout ce que j'ai écris plus haut c'est déjà pas mal pour préparer votre épreuve de sciences physiques du Bac STI méca
bon week end à tous ... jean marie bourven
il traite du chapitre de Chimie de ce programme: l'oxydo-réduction
afin de comprendre les éléments succincts de cette notion
présentons une première expérience (simple):
disposons des quatre corps chimiques suivants:
- une plaque de zinc ( métal gris) et une fiole de sulfate de zinc (en solution dans l'eau
- une plaque de cuivre et une fiole de sulfate de cuivre en solution dans l'eau ( couleur turquoize)
disposons le cuivre dans le sulfate de zinc et le zinc dans le sulfate de cuivre
dans le bécher contenant le cuivre: aucune réaction visible
dans le bécher contenant le zinc il se produit une réaction lente mais visible à la surface de ce dernier
sortant de la solution la plaque de zinc et l'examinant on observe:
la plaque de Zinc est visiblement "rongée" et recouverte d'un dépot noir aux reflets rouges:
il s'agit d'un dépot de cuivre
on dit que le zinc a été oxydé par le cuivre présent dans la solution de sulfate de cuivre
et que le cuivre a été réduit par le zinc
l'ensemble de ces deux actions réciproques est une oxydo-réduction où
le zinc est le réducteur du cuivre et le cuivre est l'oxydant du zinc
le fait que le cuivre n'est pas oxydé par le zinc ( premier bécher ) montre de plus qu'il y a une hierarchie du pouvoir oxydant à savoir:
le cuivre est plus oxydant que le zinc
mais quelle est l'intime mécanisme de cette réaction?
voilà la question interessante...
procédons maintenant à une seconde expérience (plus élaborée):
avec les éléments suivants:
construisons une "pile" électrochimique:
- en immergeant du cuivre dans du sulfate de cuivre ( première demi-pile)
- en immergeant du zinc dans du sulfate de zinc ( seconde demi-pile)
puis réunissons ces demi-piles par un conducteur de cuivre immergé à chaque bout dans les deux solutions
enfin disposons avec des pinces "croco" un voltmètre électronique ( de forte impédance d'entrée )
aux bornes métalliques de ces deux demi-piles...
il apparaît immédiatement une tension de 1,04 V entre le Cuivre et le Zinc...
on dit que les couples (métal,ion)...
(Cu2+,Cu) et (Zn2+,Zn) présentent entre eux un potentiel de pile de 1,04V
interprétons cette expérience:
le cuivre est anode ( potentiel positif comme le montre le branchement du voltmètre )
le zinc est cathode ( potentiel négatif relié au commun du voltmètre)
donc, un transfert d'électrons
s'effectue du zinc (négatif donc donneurs d'électrons e-)
vers le cuivre qui les attire (positif donc accepteurs d'électrons)
Conclusion:
une réaction d'oxydo-réduction est une "bagarre électro-chimique" entre deux métaux au cours de laquelle
un oxydant prélève des électrons à un réducteur
ici Cu ici Zn
l'oxydation du réducteur est donc une perte d'électrons
la réduction de l'oxydant est un gain d'électrons
on traduit cet échange en langage chimique par deux demi-équations bilan:
oxydation Zn --> Zn2+ + 2e-
réduction Cu2+ + 2 e- --> Cu
quant au pouvoir oxydant PO prédominant du cuivre sur le zinc
on le traduit par l'échelle des potentiels
Zn Cu PO
----------------*------------------------------------*------------------->
------------------------------------->
1, 07 V
remarques:
- l'origine de cette échelle est donnée par la demi-pile à hydrogène ( H+,H2) non étudiée dans le cadre de ce cours
- la valeur de 1,07V est la valeur exacte mesurée dans des conditions expérimentales moins sommaires que celles du lycée
applications:
il est parfois nécessaire de protéger les métaux exposés à l'oxydation par des agents atmosphériques ou des solutions salines...par exemple les coques métalliques des navires, les canalisations enterrées, ou encore les chauffe-eaux reliés à des canalisations de cuivre
il existe deux modes de protection:
1) la protection dite à électrode soluble ( en zinc ou en magnésium) qui s'oxyde à la place du métal à protéger en contact avec elle: fer galvanisé avec du zinc (clôtures, matériels agricoles,...), boulons de zinc solubles sur les coques de bateaux et les parties immergées du mécanisme d'hélice...
2) la protection par liaison avec un générateur de tension alimentant en électrons le métal à protéger en les capturant à une électrode de zinc, par exemple la protection des
canalisations en fonte placées en terre humide
cette électrode est dite "anode sacrificielle" car au bout du processus, c'est elle qui disparaît complètement par oxydation ( c'est pourquoi il faut la remplacer àintervelle régulier)
renvoi à d'autres sites: ici là mais si déjà vous savez tout ce que j'ai écris plus haut c'est déjà pas mal pour préparer votre épreuve de sciences physiques du Bac STI méca
bon week end à tous ... jean marie bourven